近期，香港中文大學（深圳）醫學院劉國珍教授團隊在CRISPR/Cas生物傳感技術用于精準醫療方向取得重要突破，相關研究成果——“Glass fiber-interfaced CRISPR/Cas biosensing for diverse biomarker detection"研究論文發表于國際期刊Cell子刊Trends in Biotechnology。

研究團隊成功開發出一款基于玻璃光纖界面的通用CRISPR/Cas檢測平臺（g-CURS），實現對低豐度多種待測物（核酸或蛋白質等）的超高靈敏識別與便攜式快速定量檢測，賦能精準醫療與床旁檢測（POCT）。該g-CURS體系是劉教授研究團隊繼2024年在Cell子刊Device上報道的CRISPR檢測平臺GUSCI體系的技術升級。g-CURS體系實現了在同一平臺、用同一試劑體系檢測多種靶標核酸與靶標蛋白質，標志著CRISPR檢測技術從“單指標專屬探針"限制躍升為“一對通用試劑檢測多類靶標"的標準化操作流程，大大降低研發與應用成本，為CRISPR診斷技術的POCT化、規模化及商業化提供了新策略，可廣泛應用于病原體靈敏檢測和傳染性疾病的快速篩查、癌癥及慢性病早期精準診斷、指導疾病精準用藥、新藥開發的藥效評估、醫美術后恢復監測，及動物健康檢測等。

技術研究背景

在傳染性疾病監測、慢性病管理和腫瘤早篩、及精準醫療等醫學場景中，體液中核酸與蛋白質等多種生物標志物的高靈敏檢測至關重要。然而，當前主流方法如qPCR、ELISA仍存在操作繁瑣、昂貴儀器依賴、樣本需求量大、檢測時間長、不適合資源貧乏場景等臨床應用問題。

雖然CRISPR技術已逐步應用于體外診斷，但傳統策略需針對每種靶點單獨設計crRNA和激活子，對于低豐度待測物檢測還高度依賴核酸預擴增程序，導致前期設計篩選優化步驟復雜、檢測時間長、應用效率低、通用性差。為此，劉教授研究團隊開發了一種無需預擴增的便攜式CRISPR/Cas快速檢測平臺：g-CURS，不僅解決了傳統檢測方法在臨床應用的難題，還拓展了CRISPR/Cas生物傳感技術在精準醫療的應用，實現同一體系多種生物標識物同時檢測。

g-CURS技術原理和亮點

g-CURS檢測平臺利用玻璃光纖作為載體，借助CRISPR/Cas12a指數信號放大技術，利用同一套crRNA和ssDNA激活子試劑系統即可檢測不同核酸和多種蛋白質靶標，無需針對不同靶標個性化設計相應CRISPR RNA和對應的靶標位點篩選；其中檢測平臺內的芯片通道結構是由摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術（nanoArch^® S140，精度：10μm）制備模具后經PDMS翻模而成；核酸識別環節采用T4 DNA連接酶，精準鑒別單堿基差異。無需預擴增，CRISPR/Cas利用AutoCAR級聯放大原理和CONAN反應網絡誘導信號指數放大循環，實現30分鐘內快速等溫放大；在玻璃光纖表面構建捕獲抗體與標記有ssDNA的檢測抗體的“免疫夾心結構"，實現蛋白質信號轉換和放大；采用自制便攜式熒光儀讀取待測物信號，內置高分辨率定焦鏡頭和無線模塊，搭配終端用戶手機App實現結果可視化與智能診斷，支持非專業人員獨立操作，滿足POCT應用場景需求。

臨床應用性能評估

g-CURS具備高效準確的臨床檢測性能，高特異識別SARS-CoV-2 Delta突變體cDNA和HPV16 E7基因片段，檢測時間約為30分鐘；可精準識別6個堿基以內的突變差異，具備單堿基錯配分辨能力，在HPV16臨床樣本中，檢測結果與qPCR一致。應用于帕金森癥患者血清樣本，g-CURS能實現高靈敏檢測腦源外泌體膜內低豐度炎癥蛋白（IL-6、TNF-α、IFN-γ等），支持低樣本量的多指標共檢。與商用ELISA試劑盒相比，檢測靈敏度提高了2-3個數量級，檢測時間縮短了80%, 所需樣本體積極大減少（僅需5μL），檢測成本降低了90%，實現了便攜式CRISPR/Cas體外診斷技術多物質同時檢測。這一突破性CRISPR/Cas檢測平臺有望推動精準醫療從實驗室走向社區，為疾病早期診斷和動態監測提供更便捷、更經濟的解決方案。

本論文作者為香港中文大學（深圳）醫學院生物科學專業博士研究生余湉，論文通訊作者為香港中文大學（深圳）醫學院劉國珍教授。該工作得到了國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金企業聯合基金、廣東省“珠江人才計劃"、深圳灣實驗室開放基金、港中深-博雅生命聯合實驗室基金以及大學發展基金等的資助。